300mw汽轮机毕业设计论文

目录

1 绪论 (1)

1.1 汽轮机简介 (1)

1.2 电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状 (1)

1.3 本课题设计意义 (2)

1.4 论文研究内容 (2)

2 热力系统设计 (4)

2.1 机组的主要技术规范 (4)

2.2 给水回热加热系统及设备 (5)

2.2.1 给水回热级数和给水温度的选取 (6)

2.2.2 回热加热器形式确定 (7)

2.2.3 热力系统的热力计算 (8)

3 通流部分设计 (15)

3.1 透平的直径及级数确定（调节级除外） (15)

3.1.1 选定汽缸和排汽口数 (15)

3.1.2 确定第一压力级平均直径和末级直径 (15)

3.1.3 确定高压缸压力级的平均直径，速比和焓降的变化规律 (16)

3.2 高压缸焓降分配 (18)

3.3 中低压缸的级数确定和各级焓降的分配 (19)

3.4 详细计算高压缸第一压力级 (20)

3.4.1 高压缸第一压力级计算过程 (20)

3.4.2 高压缸第一压力级速度三角形 (23)

3.5 各压力级详细计算表格 (23)

3.5.1 调节级详细热力计算表格 (23)

3.5.2 高压缸末级详细计算表格 (27)

3.5.3 中压缸第一压力级详细计算表格 (30)

3.5.4 中压缸末级详细计算表格 (33)

3.5.5 低压缸第一压力级详细计算表格 (36)

3.5.6 低压缸末级详细计算表格 (39)

3.6 调节级、高压缸第一压力级、末级速度三角形图 (42)

4 汽轮机结构设计 (43)

4.1 热力系统设计 (43)

4.1.1 主蒸汽及再热蒸汽系统 (43)

4.1.2 给水回热系统 (44)

4.2 汽轮机本体结构设计 (45)

4.2.1 蒸汽流程 (45)

4.2.2 高中压阀门 (46)

4.2.3 汽缸结构 (46)

4.2.4 转子结构 (48)

4.2.5 联轴器 (49)

4.2.6 叶片结构 (49)

4.2.7 静叶环和静叶持环 (50)

4.2.8 轴承和轴承座： (51)

4.2.9 汽封及汽封套 (51)

4.3 调节保护系统（DEH） (51)

4.4 供油系统 (52)

结论 (53)

参考文献 (54)

致谢 (55)

1 绪论

1.1 汽轮机简介

汽轮机是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机功率大、效率高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机是现代化国家中重要的动力机械设备。

汽轮机设备是火电厂的三大主要设备之一，汽轮机设备及系统包括汽轮机本体、调节保安油系统、辅助设备及热力系统等。汽轮机本体是由汽轮机的转动部分（转子）和固定部分（静子）组成，调节保安油系统主要包括调节气阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、凝升泵、循环水泵等；热力系统主要指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、旁路系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。

汽轮机是现代火力发电厂应用最广泛的动力机械，并且通常在高温、高压和高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械。它的制造和发展涉及到许多工业部门和科学领域，如高强度耐热合金钢的研制，优质的大型锻铸件的供应，高效长叶片的设计和研制，在加工制造中，新工艺新技术的应用等。因此，汽轮机制造业的发展是反映国家工业技术发展水平的标志之一。目前，我国的汽轮机制造业还比较落后，还需要继续努力发展，将我国的汽轮机设计、制造水平提高上去。

1.2 电站高参数大容量汽轮机技术研究和国内外发展现状

随着我国工农业的日益发展，电力工业对汽轮机制造业提出的要求不断提高，汽轮机向大容量、高参数、低污染、高可靠性、负荷适应性高、自动化程度高、安全、经济方向发展。现代大型汽轮机一般都采用级数多、多汽缸、多排汽的结构；汽缸采用内、外双层或者多层缸的结构。汽轮机设计必须选择合理的热力循环，汽轮机的通流部分应有良好的热力和气动特性，汽轮机主、辅机及其主要零件应具有满意的强度和振动特性，良好的自动调节性能以及合理的制造工艺。

现在国内外电站汽轮机的技术不断发展，其发展的趋势［］是：

（1）增大单机功率，提高蒸汽初参数，改进汽轮机的通流设计，优化中间再热和

给水回热系统，以提高汽轮机的热经济性；

（2）发展大型热电联产机组和燃气—蒸汽联合循环机组，以提高一次能源的利用率；

（3）开发计算机和电子元器件为基础的汽轮机自动控制系统，以提高汽轮机控制的自动化水平；

（4）采用先进的加工制造设备和工艺，按标准化的质管要求确保产品质量，提高机组的可靠性和可利用率。

汽轮机的末机长叶片一直是提高汽轮机效率的研究方向。国内外的汽轮机制造厂商在长叶片的设计研究中采用了一系列气动及强度振动方面的最新技术成果。在长叶片设计中主要的新技术有：

（1）三元气动理论的设计方法，应用可控涡流型，提高反动度分布，减少二次流损失，改善出口流场的均匀性，减少排汽损失和漏气损失；

（2）应用CAD软件进行叶型设计，保证其能满足气动参数的要求；

（3）跨音速叶栅的设计，采用直线背弧以减少叶型的激波损失；

（4）新的动强度考核准则，对高阶振型的安全性作出评估。

1.3 本课题设计意义

本课题设计了一台300MW的中间再热式汽轮机，在设计过程中我参考了以前的设计数据，同时参考了当前汽轮机的最新进展。针对当前节能减排的要求，对低压缸的末几级叶片采用技术成熟的长叶片，从而尽量提高汽轮机的一次能源利用效率。在设计的过程中避免了同类型机组给水回热系统的缺点，优化了给水回热系统。通过对本课题的设计，使我加深了对汽轮机原理的认识，也熟悉了整台汽轮机的设计过程，为我以后的创新打下了良好的基础。虽然这次的毕业设计课题比较传统，汽轮机设计的方法是不变的。同时通过本课题的设计也让我了解到了当前国内外汽轮机的发展现状。

1.4 论文研究内容

本论文主要设计了300MW双缸双排汽，高中压缸合缸，低压缸双流程的反动凝汽式汽轮机，目前在国内是主流的汽轮机机型。本机组的特点是采用一次中间再热提高机组的发电效率；通过八级抽汽加热给水提高给水温度，从而提高机组的效率。本机组在设